“化工流程图”题的解题方法

1、“化工流程”题的解题方法 （2013届高考复习） 汕尾市教育局教研室 温庆伟二一二年十二月练习1：v工业上用废铝（主要含Al和Fe）制备AlCl3晶体，请设计其生产流程，画出生产流程图。AlCl3的生产流程练习2：工业生产纯碱的工艺流程示意图如下： 完成下列填空：（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。A ，B 。 （2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。 （3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是 。（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是（填写化学式），检验这

2、一成分的阴离子的具体方法是：。（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：。 （6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得IIIIII主 要 成 分主 要 成 分NaCl，还含，还含有有Ca2+、Mg2+I：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得IIIIII主 要 成 分主 要

3、 成 分NaCl，还含，还含有有Ca2+、Mg2+加 入加 入 C a O 和和Na2CO3，使，使Ca2+、Mg2+生成沉淀生成沉淀I：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得IIIIII主 要 成 分主 要 成 分NaCl，还含，还含有有Ca2+、Mg2+加 入加 入 C a O 和和Na2CO3，使，使Ca2+、Mg2+生成沉淀生成沉淀分离出分离出CaCO3、Mg(OH)2沉淀沉淀I：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得IIIIII主 要 成 分主 要 成 分NaCl，还含，还含有有Ca2

4、+、Mg2+加 入加 入 C a O 和和Na2CO3，使，使Ca2+、Mg2+生成沉淀生成沉淀分离出分离出CaCO3、Mg(OH)2沉淀沉淀在溶液中通入在溶液中通入NH3和过量的和过量的CO2，使，使溶液生成溶液生成NaHCO3和和NH4Cl。I：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得IIIIII主 要 成 分主 要 成 分NaCl，还含，还含有有Ca2+、Mg2+加 入加 入 C a O 和和Na2CO3，使，使Ca2+、Mg2+生成沉淀生成沉淀分离出分离出CaCO3、Mg(OH)2沉淀沉淀在溶液中通入在溶液中通入NH3和过量的和过量的CO

5、2，使，使溶液生成溶液生成NaHCO3和和NH4Cl。分离分离NaHCO3和和NH4Cl。I：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得IIIIII主 要 成 分主 要 成 分NaCl，还含，还含有有Ca2+、Mg2+加 入加 入 C a O 和和Na2CO3，使，使Ca2+、Mg2+生成沉淀生成沉淀分离出分离出CaCO3、Mg(OH)2沉淀沉淀在溶液中通入在溶液中通入NH3和过量的和过量的CO2，使，使溶液生成溶液生成NaHCO3和和NH4Cl。分离分离NaHCO3和和NH4Cl。使使NaHCO3发发生 分 解 生 成生 分 解 生 成Na2CO

6、3I：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得答案v（1）Ca(OH) 2或CaO；Na2CO3 v（2）溶解过滤蒸发过滤v（3）有晶体析出（或出现浑浊）碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大v（4）NH4Cl取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子v（5）NH4+OH- =NH3+H2Ov（6）(NaHCO3)=84(m1m2)/ 31m1练习3：七水硫酸镁（MgSO47H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质（MgO、SiO2、Fe2O3、

7、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH) 3Fe(OH) 2 Mn(OH) 2Mg(OH) 2 pH值 5.2 3.2 9.7 10.4 11.2 温度/ 10 30 40 50 60 CaSO40.19 0.21 0.21 0.20 0.19 MgSO47H2O 30.9 35.5 40.8 45.6 / 表2两种盐的溶解度（单位为g100g水） 根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题： 硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下： v（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH=56，再加

8、入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+ 氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为 。加热煮沸的主要目的是 。v（2）沉淀B中除MnO2外还含有 （填化学式）等物质。v（3）检验过滤后的滤液中是否含有Fe3+ 的实验方法是 。v（4）沉淀C的化学式是 。过滤III需趁热过滤的理由是。IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得主要成分是主要成分是MgCO3，还含有（还含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、

9、MnO等杂质等杂质。IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得加入浓加入浓H2SO4，除除SiO2不发生反不发生反应外，其他物质应外，其他物质都发生反应。都发生反应。主要成分是主要成分是MgCO3，还含有（还含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等杂质等杂质。IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得加入浓加入浓H2SO4，除除SiO2不发生反不发生反应外，其他物质应外，其他物质都发生反应。都发生反应。主要成分是主要成分是MgCO3，还含有

10、（还含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等杂质等杂质。除去除去SiO2IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得加入浓加入浓H2SO4，除除SiO2不发生反不发生反应外，其他物质应外，其他物质都发生反应。都发生反应。主要成分是主要成分是MgCO3，还含有（还含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等杂质等杂质。除去除去SiO2(1)加入硼镁泥，调节溶液的加入硼镁泥，调节溶液的pH。(2)加入加入NaClO，氧化，氧化Fe2+、Mn2+(3) 调节溶液的调节溶液的pH56

11、，使，使 Fe3+、Al3+水解生成沉淀。水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金属离子水解。煮沸，有利于金属离子水解。IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得加入浓加入浓H2SO4，除除SiO2不发生反不发生反应外，其他物质应外，其他物质都发生反应。都发生反应。主要成分是主要成分是MgCO3，还含有（还含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等杂质等杂质。除去除去SiO2除去除去Fe(OH)3 、Al(OH)3、MnO2(1)加入硼镁泥，调节溶液的加入硼镁泥，调节溶液的pH。(2)加入加入NaClO，氧化

12、，氧化Fe2+、Mn2+(3) 调节溶液的调节溶液的pH56，使，使 Fe3+、Al3+水解生成沉淀。水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金属离子水解。煮沸，有利于金属离子水解。IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得加入浓加入浓H2SO4，除除SiO2不发生反不发生反应外，其他物质应外，其他物质都发生反应。都发生反应。主要成分是主要成分是MgCO3，还含有（还含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等杂质等杂质。除去除去SiO2除去除去Fe(OH)3 、Al(OH)3、MnO2(1)加入硼镁泥，调节溶液

13、的加入硼镁泥，调节溶液的pH。(2)加入加入NaClO，氧化，氧化Fe2+、Mn2+(3) 调节溶液的调节溶液的pH56，使，使 Fe3+、Al3+水解生成沉淀。水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金属离子水解。煮沸，有利于金属离子水解。除去除去CaSO4IIIIIII：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得加入浓加入浓H2SO4，除除SiO2不发生反不发生反应外，其他物质应外，其他物质都发生反应。都发生反应。主要成分是主要成分是MgCO3，还含有（还含有（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等杂质等杂质。除去除去SiO

14、2除去除去Fe(OH)3 、Al(OH)3、MnO2(1)加入硼镁泥，调节溶液的加入硼镁泥，调节溶液的pH。(2)加入加入NaClO，氧化，氧化Fe2+、Mn2+(3) 调节溶液的调节溶液的pH56，使，使 Fe3+、Al3+水解生成沉淀。水解生成沉淀。(4)煮沸，有利于金属离子水解。煮沸，有利于金属离子水解。除去除去CaSO4析出析出MgSO47H2O晶体晶体答案v（1）Mn2+ClO-+H2O=MnO2+2H+Cl- v促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2v（2）Fe(OH) 3 Al(OH) 3v（3）取过滤II后的滤液12 ml于试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不显

15、红色，证明滤液中无Fe3+ v（4）CaSO42H2O或CaSO4 以防MgSO4在温度低时结晶析出。 思考问题：v“化工流程”题怎么考？v“化工流程”题考什么？v如何分析“化工流程”一、“化工流程图”题考什么？v“化工流程图题”就是将化工生产过程中的主要操作步骤或物质转移用框图形式表示出来，将其中相关的信息以文字、表格或图像的形式呈现出来，并根据流程中涉及的化学知识进行设问，从而形成与化工生产紧密联系的试题。通过“化工流程”题考查学生元素及其化合物知识的运用能力，实验能力，获取、整合信息的能力，分析、解决问题的能力，表达能力。 二、“化工流程图”题怎么考？“化工流程”题解决的化学问题物质的分

16、离、提纯、制备学生需要完成的任务v1物质的问题：原材料和目标产物分别是什么物质？在生产过程中涉及到哪些副产物？这些产物含有哪些物质（或离子）？它们之间存在什么联系？v2操作的问题：生产过程中进行了哪些工艺操作和处理方法（包括化学方法和物理方法），各步操作和处理方法的作用是什么？处理后的结果怎样？v3反应的问题：整个流程中，进行了几步化学反应？各步化学反应物质怎么变化？化学方程式怎么写？是否有涉及到课本中没有学过的化学方程式？如果有，怎么写？v4信息的问题：题目中提供了哪些信息？如何整合这些信息？在解决问题时，哪一步用到这些信息？v5处理的问题：在问题的解决中，是否涉及到分析、设计、评价、计算等

17、问题？如果有，如何解决这些问题？三、“化工流程”题的分析v1“化工流程图”题主要分三部分：v（1）题干部分。 介绍原材料及所要得到的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等提供解决问题的信息。v（2）流程图部分。 呈现整个化工生产过程。v（3）问题部分。 提出了所要解决的问题。v2一般流程图可分为三部分： I：原料的预处理。 II：物质的分离提纯（题目的关键部分）。 III：产品获得。v3“流程图”中有三种线： 主线主产品、侧线副产品、回头线为循环三、“化工流程”题解题方法总结（一）“化工流程图”题的共同点物质的分离、提纯、制备（二）流程图分析v1一般流程图可分为三部分： I：原料的预处理

18、。 II：物质的分离提纯（题目的关键部分）。 III：产品获得。v2“流程图”中有三种线： 主线主产品 侧线副产品 回头线为循环（三）要解决的问题v1物质的问题v2操作的问题v3反应的问题v4信息的问题v5处理的问题（四）关注一些专用“名词” v1研磨、粉碎： 目的是要增大物质反应的面积，加快反应速度，使反应进行得较彻底。v2过滤： 分离可溶与不溶的物质。v3趁热过滤： 防止溶液中某物质因降温时析出。v4洗涤： 除去固体（不溶）的杂质。v5调节pH： 加入某些物质，用于调节溶液的pH，使某些离子生成沉淀。v6浸取、酸浸： 在原料中加入水（或酸），使可以发生反应的离子反应生成可溶性离子进入溶液，

19、不反应的通过过滤除去。v7蒸发浓缩： 去掉溶液中的水份，使某物质结晶析出。v8冷却结晶： 降低溶液的温度，使某物质结晶析出。v9升温、降温： 控制反应条件或控制物质的溶解度。v10氧化、还原： 加入某些强氧化性（或强还原性）物质，使具有还原性（或氧化性）的物质发生氧化还原反应。（五）注意答题科学、准确、规范v1文字表达要准确、规范。 如：练习3中的问题（4）过滤III需趁热过滤的理由是。 答案：以防MgSO4在温度低时结晶析出。v2条件、方法的采用要科学。 如：练习3中的（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH=56，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+ 氧化成MnO2，反应

20、的离子反应方程式为。加热煮沸的主要目的是。 答案：（1）Mn2+ClO-+H2O=MnO2+2H+Cl- 促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2 v3化学式、化学方程式书写无误。 如：练习3中的问题（1）再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+ 氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为 。 答案： Mn2+ClO-+H2O=MnO2+2H+Cl- v4信息应用要得当。 如：练习3中的问题（4）过滤III需趁热过滤的理由是。 答案：以防MgSO4在温度低时结晶析出。随堂练习1：碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2

21、CO3的工艺流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为 34.2g、 12.7g和 1.3g。（1）步骤前，锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_。（2）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+ 、Na+ 等杂质，需在搅拌下加入_（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。（3）步骤中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2

22、CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_。（4）步骤中，生成沉淀的离子方程式为_。（5）从母液中可回收的主要物质是_。IIIIII主 要 成 分主 要 成 分为为Li2OAl2O34SiO2(1)硫酸与硫酸与锂 辉 石 （ 除锂 辉 石 （ 除SiO2外）的物外）的物质发生反应质发生反应(2)加入石灰石，加入石灰石，调节溶液的调节溶液的pH到到6.06.5，使，使Fe3+、Al3+生成沉淀。生成沉淀。SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3等物质等物质(1) 加加H2O2溶液，使溶液，使Fe2+氧化成氧化成Fe3+(2) 石灰乳使石灰乳使Fe3+、Mg2+生成沉淀生成沉淀(3) Na2CO3溶液使溶液使Ca2+生成沉淀生成沉淀Fe(OH)3、Mg(OH)2、CaCO3等等物质物质Li+与与CO32-反 应 生 成反 应 生 成Li2CO3Na2SO4I：原料的预处理：原料的预处理II：物质的分离提纯：物质的分离提纯III：产品获得：产品获得答案v（1）增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率v（2）石灰石 v（3）Fe2+、Mg2+、Ca2+ v（4）2Li+CO32-=Li2CO3v（5）Na2SO4随堂练习2：硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 Mg